14.2 探究欧姆定律 (共39张PPT) -2023-2024学年沪粤版物理九年级上册课件

(共39张PPT)
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探究欧姆定律
导入新课
如果要使灯泡亮度改变有何办法？
方法一:改变电池节数
方法二:改变电阻
思考：相同的灯泡，但发光程度不同，说明流过它们的电流不同。哪么电流可能和什么因素有关呢？
学习目标
1. 通过实验探究出电流与电压的关系，能说出在电阻一定时，电流与电压的关系。
2. 通过实验探究出电流与电阻的关系，能说出在电压一定时，电流与电阻的关系。
3.通过实验探究电流跟电压和电阻的关系，分析归纳出欧姆定律；理解欧姆定律的内容。
电压是产生电流的原因，电压越高，电流可能越大。
问题：流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢？
电阻表示导体对电流的阻碍作用，电阻越大，电流可能会越小。
一、探究电流与电压的关系
我们已经知道，电路中的电阻或电压发生变化时，电路中的电流就会发生变化。那么，电路中的电流跟电压、电阻之间究竟存在怎样的关系呢 让我们通过实验进行探究。
金钥匙
用控制变量法研究电流、电压、电阻三个物理量之间的变化关系时，可先保持电阻不变，研究电流跟电压间的变化关系:再保持电压不变，研究电流跟电阳间的变化关系，这样就可得到三个量之间的变化关系了。
若电阻一定，电流与电压存在什么关系？
电压越高，电流可能越大。
猜想假设
活动
探究电流与电压、电阻的关系
设计实验
研究问题，先要明确研究对象。这里的研究对象是电阻R，研究通过这个电阻的电流、电阻两端的电压及电阻大小三者之间的关系。
为了测量通过电阻R的电流和它两端的电压，某同学设计了如图14－10(a)所示的部分电路图，并画出了如图14－10(b)所示的实验电路图。
(a)
(b)
你同意他的实验方案吗 请讨论一下，在电路中接入滑动变阻器R′的作用是什么
(b)
改变电阻两端的电压，从而进行多次实验
同意
进行实验
1. 保持电阻R不变，研究电流I随电压U变化的情况。
从图中选择所需器材。取一个定值电阻R，如R＝5Ω，按图(b)所示的实验电路图连接电路。
(b)
(b)
测电阻两端电压，选择什么器材？
如何改变电阻两端电压？怎么操作？
测通过电阻的电流，选择什么器材？
实验过程中的不变量是什么，如何控制其不变？
滑动变阻器在实验中起到什么作用？
思 考：
(b)
闭合开关，调节滑动变阻器R′，使电阻R两端的电压成整数倍变化(想想为什么)，如使U等于2V、4V、6V等。
读出在各种不同电压下电流表的示数，并填入表一中。
表一( R＝5 Ω)
实验序号 电压U/V 电流I/A
1 2 0.4
2 4 0.8
3 6 1.2
…
绘制图象
I/A
U/V
O
1
2
3
4
5
6
7
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
分析上述数据，可以得出结论：
保持电阻不变时，电流跟电压成_______关系。
正比
二、探究电流与电阻的关系
若电压一定，电流与电阻存在什么关系？
电阻越大，电流可能越小。
猜想假设
思 考：
在电路中如何改变电阻，选用什么器材？怎么操作？
如何使电阻两端电压不变，如何控制其不变？
滑动变阻器在实验中起到什么作用？
(b)
2. 保持电压U不变，研究电流I随电阻R变化的情况。
实验时，依次把5Ω、10Ω和15Ω的电阻器接入电路，调节滑动变阻器R′，使R两端的电压保持某一定值(如6 V)，测出接入不同电阻器时的电流值，并填入表二中。
表二 (U＝6V)
实验序号 电阻R/Ω 电流I/A
1 5 1.2
2 10 0.6
3 15 0.4
…
绘制图象
I/A
R/Ω
O
2.5
5
7.5
10
12.5
15
17.5
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
分析上述数据，可以得出结论：
保持电压不变时，电流跟电阻成_______关系。
反比
实验中，你是怎样保持电阻R两端的电压不变的 请与同学交流。
实验中根据串联电路的分压原理， 通过改变滑动变阻器的阻值保持电阻R电压不变。
三、欧姆定律
上述实验结果表明：
一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成_______关系，跟这段导体的电阻成_______关系。
正比
反比
这个规律叫做欧姆定律。
如果用U表示导体两端的电压，R 表示导体的电阻，I表示导体中的电流，那么欧姆定律可以用公式表示为
I ＝
上式中，I、U、R 的单位分别为A、V、Ω。
注意：欧姆定律反映同一时刻、同一段电路中 I、U、R 之间的关系。
欧姆定律反映了一段导体中的电流跟加在这段导体两端的电压和这段导体电阻之间的定量关系，知道了其中的两个量，就可以算出第三个量。在应用欧姆定律计算电压和电阻时，常用以下变换式
U＝IR，R＝
应用欧姆定律时，公式中的 I、U、R 应是同一段导体上的电流、电压和电阻。
四、欧姆定律的应用
用公式进行计算的一般步骤：
(1) 读题、审题(注意已知量的内容)；
(2) 根据题意画出电路图；
(3) 在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号；
(4) 选用物理公式进行计算(书写格式要完整，规范)。
例 题
某数控机床(图14－12)照明灯的电压是36 V，它正常工作时灯的电阻是54 Ω。通过照明灯的电流是多少
数控机床
电路图
分析：首先应根据题意画出电路图，并在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号，明确已知量和所求量；然后应用欧姆定律解题。
电路图
(1)画电路图；
(2)列出已知条件和所求量；
(3)求解I。
解题步骤
已知：U＝36V，R＝54 Ω。
求：I。
电路图
解： 根据欧姆定律 I＝ ，代入数据，可得
I＝ ≈0.67A。
答：通过照明灯的电流是0.67 A。
练习 题
　1. 在如图所示的电路中，调节滑动变阻器 R'，使灯泡正常发光，用电流表测得通过它的电流值是0.6 A。已知该灯泡正常发光时的电阻是20 Ω，求灯泡两端的电压。
UL＝ILRL
＝0.6 A×20 Ω ＝12 V
RL＝20 Ω
I＝0.6 A
解：IL＝I＝0.6 A
A
R'
L
根据变形公式U＝IR得
2. 某同学用一只电流表和灯泡串联，测得它正常发光时的电流是0.11 A，再用电压表测得灯泡两端的电压是220 V，试计算灯丝正常发光时的电阻值。
解：R＝＝ ≈2000Ω
3. 加在某一电阻器两端的电压为5V时，通过它的电流是0.5A，则该电阻器的电阻应是多大？如果两端的电压增加到20V，此时这个电阻器的电阻值是多大？通过它的电流是多大？
解：
R＝＝ ≈10Ω
I2＝＝ ＝2A
因为电阻是导体本身的一种性质，因此电阻的大小与电压、电流的大小均无关系，所以“电阻与电压成正比，与电流成反比”这种说法是错误的。
交流与讨论
信息浏览
我们现在学习的欧姆定律公式，看上去是那么简单，可是，当年作为中学教师的欧姆，却为了总结出这个规律花费了十多年的心血。当时的实验条件很差，没有测量电流的仪器，电源的电压也很不稳定，但欧姆凭着自己不懈的努力和少年时期在作坊里练出的一双巧手，经历无数次的失败，才制成了比较精确的测量电流的仪器。
经过多年的潜心研究，欧姆终于取得了成功。他的研究成果发表于1826年，但当时的物理学界并不重视。后来，随着对电的研究的深入，人们最终认识到这一成果的重要性，欧姆也被聘为大学教授，并获得英国皇家学会的奖章。
本课小结